JP5358965B2 - 転動装置用生分解性グリース組成物及び転動装置 - Google Patents

Description

本発明は、転動装置用生分解性グリース組成物、並びに前記生分解性グリース組成物で潤滑される転動装置に関する。

転がり軸受等の転動装置では、環境問題から、生分解性グリース組成物により潤滑することが行われている。生分解性グリース組成物としては、基油に生分解性の高い植物油やエステル油を用い、増ちょう剤として金属石けんを使用しているものが殆どである（例えば特許文献１、２参照）。

しかし、基油は生分解性が高いものの、増ちょう剤は金属元素を含むことから、グリース全体としての生分解性は良好とは言えない。しかも、潤滑性を確保するためにはＮＬＧＩ Ｎｏ．２（２６５〜２９５）程度のちょう度が必要となるが、その場合、金属石けんの含有量として１０〜２０質量％程度必要であり、金属元素量が多くなるため、グリース全体としての生分解性は良好とは言い難い。また、金属石けんの含有量が多いことにより、トルクが高くなって発熱量が増したり、トルクの安定までに時間を要する等の問題もある。

特開平５−８６３８９号公報 特開２００２−３２３０５３号公報

そこで本発明は、これまでよりも優れた生分解性を有し、更に増ちょう剤量を低減して低トルク化及びトルクの早期安定化を図った生分解性グリース組成物を提供することを目的とする。また、前記の生分解性グリース組成物による潤滑され、低トルクでトルク安定性に優れる転動装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は、下記の転動装置用生分解性グリース組成物及び転動装置を提供する。
（１）植物油及びエステル油の少なくとも一方からなる基油に、増ちょう剤としてＮ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミド及びＮ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミドの少なくとも一方をグリース全量に対し２〜５質量％配合し、不混和ちょう度をＮＬＧＩ Ｎｏ．２に調整したことを特徴とする転動装置用生分解性グリース組成物。
（２）上記（１）に記載の転動装置用生分解性グリース組成物により潤滑されることを特徴とする転動装置。

本発明の生分解性グリース組成物は、基油だけでなく、増ちょう剤にも生分解性を有する材料を用いるため、従来の基油のみ生分解性を有する生分解性グリース組成物よりも格段に優れる生分解性を有する。しかも、増ちょう剤量を低減することができ、低トルク化及びトルクの早期安定化も図れる。

また、本発明の転動装置は、前記の生分解性グリース組成物による潤滑されるため、低トルクで、トルク安定性に優れる。

以下、本発明に関して詳細に説明する。

（生分解性グリース組成物）
本発明の生分解性グリース組成物において、基油には、生分解性に優れることから植物油及びエステル油の少なくとも一方を用いる。

植物油としては、菜種油，ひまわり油，大豆油，綿実油，コーン油，ひまし油等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して用いることができる。但し、低温での流動性と酸化安定性とのバランスに優れた菜種油、ひまし油が特に好ましい。

エステル油としては、多価アルコールとカルボン酸との反応で得られるポリオールエステル油、脂環族カルボン酸とアルコールとの反応で得られる脂環族エステル等が挙げられる。より具体的には、トリメチロールプロパンとカルボン酸との反応で得られるトリメチロールプロパンエステル、ペンタエリスリトールとカルボン酸との反応で得られるトリメチロールプロパンエステル、ジペンタエリスリトールとカルボン酸との反応で得られるジペンタエリスリトール等を好適に挙げることができる。これらの中でも、芳香族成分を含まないものが最も好ましい。

また、基油は、潤滑性等の観点から、４０℃における動粘度が１０〜４００ｍｍ^２／ｓであることが好ましく、２０〜１５０ｍｍ^２／ｓであることがより好ましい。基油が植物部とエステル油との混合油の場合は、前記の動粘度となるように、組み合わせや混合比を調整する。

増ちょう剤には、Ｎ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミド及びＮ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミドの少なくとも一方を用いる。これらの増ちょう剤は、生分解性に優れるだけでなく、ゲル化性能にも優れるため、より少ない含有量でＮＬＧＩ Ｎｏ．２とすることができる。ＮＬＧＩ Ｎｏ．２とする場合、金属石けんでは１０〜２０質量％程度の含有量が必要であるのに対し、２〜５質量％で済む。そのため、低トルク化、トルクの早期安定化を図ることができ、更には相対的に基油量が増すため、生分解性が更に向上し、潤滑性も向上する。

また、Ｎ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドとＮ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミドとを併用する場合は、合計で前記の含有量とする。

生分解性グリース組成物には、必要に応じて各種添加剤を添加することができるが、生分解性を有するものや、金属元素を含まないものを用いることが望ましい。

また、生分解性グリース組成物の調製方法は、従来と同様で構わない。

（転動装置）
本発明は、上記の生分解性グリース組成物で潤滑される転動装置を提供する。図１に玉軸受１を例示するが、この玉軸受１は、内輪１０と外輪１１との間に、保持器１２により、複数の玉１３が等間隔で転動自在に配置されており、内輪１０、外輪１１及び玉１３で形成される軸受空間に上記の生分解性グリース組成物Ｇを充填し、シール部材１４で封止されている。また、軸受の用途としてはホイール用軸受、食品機械用軸受、電装補機用軸受、エンジン用軸受、精密機械用軸受、工作機械用軸受等が挙げられるが、これらに限定されない。

転動装置としては、その他に、ボールねじ、リニアガイド装置、直動ベアリング等があるが、何れも上記の生分解性グリース組成物で潤滑される限り、公知の構成で構わない。

（実施例１〜６、比較例１〜３）
表１に示すように、実施例１〜３では生分解性の基油（植物油またはエステル油）に、増ちょう剤としてＮ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドを４質量％となるように配合して試験グリースとした。また、実施例４〜６では生分解性の基油（植物油またはエステル油）に、増ちょう剤としてＮ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミドを４質量％となるように配合して試験グリースとした。一方、比較例１では菜種油にリチウム石けんを配合し、比較例２では鉱油にリチウム石けんを１０質量％となるように配合し、比較襟３では鉱油にウレアを１８質量％となるように配合して試験グリースとした。尚、何れの試験グリースも、不混和ちょう度をＮＬＧＩ Ｎｏ．２に調整した。そして、各試験グリースについて、下記の（１）生分解性評価試験及び（２）トルク試験を行った。結果を表１に併記する。

（１）生分解性評価試験
欧州規格諮問委員会規格のＬ−３３−Ｔ−８２に規定された方法に従い、下記の３ランクにて評価した。転動装置に使用するグリースは、自然環境に放出された際の分解の速さから、生分解度８０％以上であることが好ましく、Ａランクを合格とした。
Ａランク：生分解度８０％以上
Ｂランク：生分解度６０％以上８０％未満
Ｃランク：生分解度６０％未満

（２）トルク試験
日本精工（株）製単列深溝玉軸受（内径２５ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１７ｍｍ）に、試験グリースを３．４ｇ封入し、試験軸受を作製した。そして、試験軸受を、常温、ラジアル荷重３０Ｎ、アキシアル荷重３００Ｎ、回転数３０００ｍｉｎ^−１にて回転させてトルクを測定し、回転開始５分後の値をトルク値とした。また、実施例１、比較例１及び比較例３の試験グリースを封入した試験軸受のトルクの変動を図２に、実施例４、比較例１及び比較例３の試験グリースを封入した試験軸受のトルクの変動を図３に示す。

表１及び図２、図３から、本発明に従い、植物油またはエステル油に、増ちょう剤としてＮ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドまたはＮ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミドを配合してなる実施例の各試験グリースは生分解性に優れ、更にこれらを封入した試験軸受も低トルクで、かつ、トルクが早期に安定している。これに対し、比較例１の試験グリースでは、基油が生分解性を有するため、生分解性の評価結果は合格であるが、増ちょう剤がリチウム石けんであり、その含有量が多いため試験軸受のトルクが大きく、トルクが安定するまで長時間を要している。また、比較例２の試験グリースでは、基油が鉱油で、増ちょう剤がリチウム石けんであるため、生分解性が悪く、試験軸受も含有量が多いことからトルクが高く、トルクが安定するまで長時間を要している。また、比較例３の試験グリースでは、基油が鉱油で、増ちょう剤がウレアであるため、生分解性が悪く、試験軸受も、リチウム石けんに比べて含有量が更に多いため、トルクが最も大きく、トルクが安定するまでの時間も長い。

（増ちょう剤量と不混和ちょう度との関係）
菜種油を基油とし、Ｎ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドの含有量が異なるグリースを調整し、得られたグリースの不混和ちょう度を測定した。増ちょう剤量と不混和ちょう度との関係を図４に示す。

また、菜種油を基油とし、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミドの含有量が異なるグリースを調製し、得られたグリースの不混和ちょう度を測定した。増ちょう剤量と不混和ちょう度との関係を図５に示す。

図示されるように、増ちょう剤としてＮ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミド、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミドを用いることにより、２〜５質量％という他の増ちょう剤を用いた場合よりも少ない量で、転がり軸受用として一般的なＮＬＧＩ Ｎｏ．２程度のちょう度が得られることがわかる。

本発明の転動装置の一例である玉軸受を示す断面図である。 実施例１、比較例１及び比較例３の試験グリースのトルク試験の結果を示すグラフである。 実施例４、比較例１及び比較例３の試験グリースのトルク試験の結果を示すグラフである。 増ちょう剤（Ｎ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミド）量と不混和ちょう度との関係を示すグラフである。 増ちょう剤（Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミド）量と不混和ちょう度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 玉軸受
１０ 内輪
１１ 外輪
１２ 保持器
１３ 玉
１４ シール部材
G 生分解性グリース組成物

Claims (2)

1. 植物油及びエステル油の少なくとも一方からなる基油に、増ちょう剤としてＮ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミド及びＮ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミドの少なくとも一方をグリース全量に対し２〜５質量％配合し、不混和ちょう度をＮＬＧＩ Ｎｏ．２に調整したことを特徴とする転動装置用生分解性グリース組成物。
2. 請求項１に記載の転動装置用生分解性グリース組成物により潤滑されることを特徴とする転動装置。